[发明专利]一种高耐热、广谱抗菌的可完全降解聚乳酸复合材料

说明书

本发明公开了一种高耐热、广谱抗菌的可完全降解聚乳酸复合材料，包括以下重量份的原料：PLA树脂50‑80份，甲壳素纳米晶须8‑20份，偶联剂0.5‑5.0份，抗氧剂1‑3份。该高耐热、广谱抗菌的可完全降解聚乳酸复合材料，采用可完全降解的技术方案，除了聚乳酸自身所具备的高生物降解特性以外，主要的功能助剂如甲壳素纳米晶须抗菌剂、木质素偶联剂等都是源自于天然物质，同样也具备较好的可生物降解特性，这有别于传统方案中加入无机粉体的改性方式，甲壳素纳米晶须抗菌剂除了赋予聚乳酸基体材料良好的广谱抗菌特性以外，其具有一定的长径比外观特性还可以显著改善聚乳酸材料刚性、耐热性不足的性能缺陷，从而大大拓展聚乳酸材料的应用范围。

技术领域

本发明涉及塑料技术领域，具体为一种高耐热、广谱抗菌的可完全降解聚乳酸复合材料。

背景技术

随着现代塑料产业的不断发展，塑料的种类及产量都在快速提升，由此就产生了塑料废弃物的环境污染问题。据统计，2019年全球的塑料废弃物总量已将近83亿吨，而其中的90％都不具备可降解性。巨量的塑料废弃物对人类的居住环境带来了沉重的负担。

聚乳酸的合成原材料来源于天然、可再生的植物资源(如玉米)所制成的淀粉，具有优异的可生物降解性，废弃后能被自然界中的微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，是可自然降解、环境友好材料的典型范例。

作为脂肪族聚酯构成的疏水性结晶聚合物，聚乳酸也存在着一定的性能缺陷，如自身强度偏低、脆性大、阻透性差、耐热性及耐湿热环境性差等，此外，其自身所具备的抗菌性特性也存在着抗菌起效时间长、抗菌种类不多等问题。现有的聚乳酸改性技术大多偏重于提升上述的性能指标的某一项,如CN111499841A所记述的Ti02-碳纳米管改性聚乳酸材料，通过碳纳米管的表面特性，实现Ti02抗菌剂的长久抗菌效果，但这种无机改性剂的加入对于PLA的可完全降解特性带来一定的负面影响，且改性效果仅体现在抗菌这一方面；CN104710733A也通过加入类似的无机改性助剂-纳米银/氧化石墨烯复合体系来实现了抗菌、耐热性能的双重改善效果，但其抗菌效果仅体现于对大肠杆菌的抗性，而并非广谱、长效的抗菌效果；类似的改性方案还可体现在CN105001605B中，虽然其实现了抗菌性、耐热性及力学性能的多重改善，但抗菌谱过窄(仅针对大肠杆菌抗率)，以热分解温度提升来体现材料耐热性改善并不实用。综合以上的改性技术方案可知，当前常用的无机改性助剂大多偏重于无机粉体复合抗菌剂，其抗菌性相对有限，且加入的改性材料自身并不具备降解特性，从而影响了聚乳酸自身的可完全降解特性。

所以我们提出了一种高耐热、广谱抗菌的可完全降解聚乳酸复合材料，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高耐热、广谱抗菌的可完全降解聚乳酸复合材料，以解决上述背景技术提出的当前常用的无机改性助剂大多偏重于无机粉体复合抗菌剂，其抗菌性相对有限，且加入的改性材料自身并不具备降解特性，从而影响了聚乳酸自身的可完全降解特性的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高耐热、广谱抗菌的可完全降解聚乳酸复合材料，包括以下重量份的原料：

PLA树脂50-80份；

甲壳素纳米晶须8-20份；

偶联剂0.5-5.0份；

抗氧剂1-3份。

优选的，所述聚乳酸(PLA)树脂为以植物淀粉为原料合成的高纯度、可完全降解聚合物材料，其在210℃、2.16kg的测试条件下的熔融指数MFR为8-20g/10min。

优选的，所述甲壳素纳米晶须(CNW)是以天然虾蟹壳粉体为原材料，通过景静电纺丝法制备的高刚性有机晶须增强体，晶须直径为20-100um，长径比为300～500:1。

优选的，所述偶联剂为含有羟基、羧基、甲氧基等活性基团的大分子有机物木质素，可由工业造纸废水中提取而来。